毛刷材料種類繁多，最早采用的是天然毛料，所謂天然毛料，即是指如豬鬃、羊毛之類直接采集使用而非人工合成的材料。而諸如豬鬃，羊毛，馬毛等眾多材料性質也各有差別，要依據客戶的使用環境選擇使用。
一、天然毛料
1、豬鬃
豬鬃取自于豬身上，一般來講，一頭豬一生只能取毛一次。豬鬃能用來制作多種毛刷，最常見的就是豬鬃油漆刷。豬鬃跟人類的頭發形似，由根部到末端是從粗至細，這樣的特性讓豬鬃彈性好；此外，每根毛的末端會有稍微分叉；常見的豬鬃顏色為棕色（白色）或黑色。豬鬃的耐用性與抗水性極佳，還能防靜電、耐高溫及酸堿。
2、羊毛
羊毛比較柔軟，彈性略顯不足，做成羊毛刷后，用來涂刷涂料不會留下刷痕。除了制成油漆刷外，羊毛常應用于毛短且柔軟的毛刷上，如化妝用毛刷。
3、馬毛
馬毛的柔軟度介于豬鬃和羊毛之間，馬尾毛會比豬鬃毛稍硬；馬毛韌性好，耐磨損，但不耐酸堿，制成毛刷多應用于磨光、清潔、除塵等相關產業；以馬毛為材質的毛刷可耐攝氏190度左右的高溫。
4、白棕
白棕是用龍舌蘭莖葉部分纖維進行加工而成的毛料，主產自墨西哥，故行內多稱“墨西哥白棕”；白棕抗酸堿性能良好；由于其本身是植物纖維所以吸水性良好；白棕可攝氏140度左右的溫度，適合用于制造皮革的細部打亮拋光作業的毛刷。
此外，還有劍麻，也是用來加工毛刷的天然材料之一，劍麻性能與白棕相似，也多用來加工成拋光刷，成品俗稱“劍麻條”。
二、人造纖維
人造纖維絲，即尼龍(PA)，PP，PBT，PET，PVC等塑料絲，這些材料由于具備生產成本低、顏色多樣、質量穩定、長度不限等等優點，在現代的毛刷加工中被廣泛運用，尤其是工業毛刷上，這些人造纖維絲的使用量大大超過了天然毛料。
而在上述人造材料中，尼龍(PA)是使用量最大的，也是分類最多，尼龍絲由于特性的差異，分為以下幾種：
尼龍6(PA6)：尼龍6在尼龍家族里屬于價格最優廉的，盡管如此，尼龍6仍有著不錯的恢復性、耐溫性與耐磨性。該毛料因此被廣泛地用在各種毛刷成品上，是市面各種毛刷上最常見的毛料。
尼龍66(PA66)：與尼龍6相比，尼龍66在同樣的線徑時，其堅硬度、恢復性、耐磨性方面都略勝一籌，耐溫可達攝氏150 度。
尼龍612(PA612)：尼龍612是質量相對較高的尼龍絲，其吸水性低，恢復性與耐磨性都比尼龍66還要好。另外，尼龍612具有抗發霉與抗菌等特性，其制成的毛刷輪、毛刷條等常常應用在食品、醫療、電子相關產業中。
磨料尼龍：磨料尼龍是以尼龍6或尼龍612為刷絲原料加入碳化硅(SIC)或氧化鋁(AO)磨料顆粒后的合成絲，業內也成磨料絲或研磨絲，其制成的毛刷成品具有耐磨的特性，按線徑和目數不同有多種。
上述是尼龍的常用種類，此外，下列便是其他使用量較大的人造刷絲。
PP：PP最大的特點是密度小于1，在測試毛料材質時可取其數根置于水中，如果浮于水面就可以初步判定為PP材質；PP毛橫斷面呈橢圓形；此外，PP的彈性較差，多次彎折后便難以恢復原樣；可耐熱至攝氏120度。
PET：PET耐用度與抗溫高的性質接近尼龍；除此以外，PET還具良好抗酸堿、酒精、汽油、苯與大部分清潔溶劑，兼有相當的抗菌性，不易霉變。
PBT：PBT毛料具有耐酸堿、耐油、耐溶劑等優點，但在高溫下容易水解。
PVC：PVC的成本低廉，使用壽命短，耐磨性不佳，故工業毛刷較少采用PVC作為毛料，以避免頻繁更換毛刷。PVC刷絲可以做成前端分叉，業內稱為“開花絲”，常用于掃把等家庭清潔用毛刷。